广乐高速北江特大桥主桥箱梁0#~2#块支架设计方案

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  1、工程概况
  北江特大桥主墩24#、25#墩为水中墩,0#块长7.0m、箱梁中心高度为9.0m,1#块长1.5m、箱梁中心高度为8.768m~9.0m,2#块长3.0m、箱梁中心高度为8.32m~8.768m。箱梁横桥向宽16.75m,两幅最近翼板边间距为1.0m。
  主桥箱梁0、1、2#块尺寸图
  2、方案选择因素
  1)安全性。充分考虑悬臂现浇挂篮拼装工作平台长度,0~2号总长为16m,满足菱形挂篮分体拼装的工作面,减少菱形挂篮拼装的难度,同时整体为整体结构,保证施工安全。
  2)洪水因素。考虑施工期间北江处洪水的影响;北江洪水期间一般水位处于+12.0m标高,承台标标高为+13.095m,同时洪水期间水流会对入土钢管桩产生较大的冲刷作用,支架作撑在承台上可减少施工的不可预知因素影响。
  3)外观质量。采用支架施工可消除主墩墩身预埋件的设置,减少了施工期间对主墩墩身的污染。
  4)施工工期。支架搭设将0、1#整体分层对称浇筑、2#块对称分层浇筑,钢管支架可预制加工安装,缩短整个施工工期。
  5)受力明确,减少支架变形量。
  3、总体施工方案
  主桥0~2号块箱梁施工采用钢管现浇支架施工工艺。支架采用直径为φ820×8mm的钢管作为下部承重立柱,承受上部传来的全部荷载,钢管间采用φ325×7.7mm螺旋管作为平联体系,在上面铺设工字钢纵梁、分布梁。
  4、现浇支架结构简介
  主墩墩身施工完毕后,进行箱梁0#、1#、2#块施工。先在承台顶混凝土上预埋钢板,作为支架钢管支撑位置,在钢板上焊接直径为φ820mm的钢管支架并在第一层焊接直径为φ325mm螺旋管、第二层焊接[28槽钢作为平联,以加强支架的整体稳定性。纵向布置双拼I56工字钢作为垫梁,之上架设贝雷组和承重工字钢作为承重受力系统。支架搭设采用QTZ160型塔吊搭设。
  支架结构布置图
  5、钢管桩及平联受力计算
  采用Midas/Civil建立模型并计算,对浇筑0、1号块混凝土工况进行整体模拟计算。
  (1)模型建立及荷载布置
  根据实际支架结构,建立如下模型:
  模型说明:立管、斜管底采用三向固定支撑,在立管顶需张拉预应力精轧螺纹钢的位置设立单向(X方向)绞支座。
  (2)受力分析
  ①、计算支架位移情况:
  模型最大位移量为1.1mm。
  ②、支架构件应力情况:
  计算钢管桩支架各构件(钢管桩、φ325平联管、[28平联槽钢)应力如下图所示:
  由计算所得,钢管桩最大组合应力为19.0MPa,φ325平联管最大组合应力为13.8 Mpa,[28平联槽钢最大组合应力为29.8Mpa,均小于允许应力[σ]=170 MPa,满足施工要求。
  (3)稳定性分析
  设定该支架屈曲模态数量为16种,迭代次数为30次,支架自重为不变荷载,施工荷载为可变荷载,对该支架进行迭代分析,结果如下:
  计算得出支架稳定性系数为11.2,满足施工稳定性要求。
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